硬盘的基本知识介绍

时间：2022-10-13 20:00:16 硬件维护我要投稿

硬盘的基本知识介绍

　　一款硬盘，我们往往根据品牌、型号，容量，价格四个方面进行挑选。品牌反映产品的口碑和售后服务情况；型号反映产品性能，容量则视用户的需求而定；价格更是影响用户购买的能力。下面是小编为大家收集的硬盘的基本知识介绍，希望能够帮助到大家。

硬盘的基本知识介绍

　　硬盘的基本知识介绍篇1

　　首先，让我先为大家解释一些平时常常听到的关于硬盘的一些基本知识：

　　1．Ultra

　　DMA/66

　　硬盘的接口类型，表示硬盘的最大外部传输速度为66MB/S，虽然这并不是必不可少的东西，但已经成为技术标准。

　　2．内部传输速率：

　　决定硬盘速度的关键。在资料上往往看到两种数据，一是2*、而是2**，区别怎么这么大呢？原来是单位不同，前者是MB/S，后者是MB/S，比较时把采用第二种单位的数据除以8即可。

　　3．GMR

　　磁盘的磁头类型，表示硬盘使用了巨磁阻磁头。与传统的MR磁阻磁头相比，具有更高的灵敏度。

　　4．单碟容量由磁道密度决定

　　因为每碟有两个数据面，所以单碟容量是两个数据面容量之和。

　　5．容量

　　由碟片数和磁头数决定。容量=单数据面容量*磁头数，也就是说，每个磁碟要配上两个磁头才能把两个数据面都用上。

　　6．转速指硬盘主轴的旋转速度。

　　提转速是提高内部传输速度的好办法，但是带来的副作用也是明显的。最明显的就是噪音与发热量均显著增大，新一代的产品总能更好解决这个问题。

　　7．缓存（CACHE）

　　它是用来存放临时数据的地方，当然是越大越好了。

　　以上是一些关于硬盘的基本的知识。我们知道，目前各厂的产品往往根据转速分成面向主流用户的5400rpm和面向高端用户的7200rpm两个系列；又根据单碟容量的提升将产品分代，（比如昆腾X代等等），每代产品又根据市场定位的不同，生产采用不同缓存大小的产品；或者是在低容量产品中采用小Cache,大容量产品中采用大Cache。一般情况下，产品越新，缓存越大性能就越好。但是现在的市场上有些厂商为了谋取暴利，往往采用相同容量的产品以次充好的方法来欺骗消费者，所以就有了我这篇文章。下面让我们分别了解一下各大硬盘生产厂商的产品都是怎么样命名一.昆腾系列（Quantum）：

　　昆腾产品分为5400rpm的火球（Fireball）和7200rpm的超能火球（FireballPlus）两个系列，质量保证期为一年。

　　硬盘的基本知识介绍篇2

　　1、容量

　　容量可以说是用户对硬盘认识最多的一个技术指标，它的单位是兆字节(MB)或千兆字节(GB)。影响容量的两个因素是单碟容量和碟片数量。顾名思义，单碟容量也就是在单张盘片上所能存储的信息容量，单盘容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对减少。现在硬盘的单碟容量是越做越大了，一般都可以达到20G。单碟容量提高的同时，硬盘的生产成本也随之而降低，这也是为什么硬盘厂商竞先推出高单碟容量的硬盘产品。你有时在检测硬盘时可能会发现厂家标称的容量和电脑检测的容量不一致，这是由于他们采用的换算单位不同，厂家多以1000进制换算，即1MB=1000byte、1GB=1000MB，而电脑中多用1024进制换算。

　　2、缓存

　　由于CPU运算与硬盘读取之间存在着巨大的速度差异，为了解决硬盘在读写数据时CPU的等待问题，在硬盘上设置适当的高速缓存，以解决二者之间速度不匹配的问题。硬盘缓存与主板上的高速缓存作用一样，是为了提高硬盘的读写速度，当然缓存越大越好。目前IDE硬盘的高速缓存一般为512K到2M之间，主流硬盘的数据缓存应该为2MB，而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到了16MB。

　　3、转速

　　转速指的是硬盘内电机主轴的转动速度，其单位是RPM(RoundPerMinute，每分钟旋转次数)，它直接影响硬盘的数据传输率，理论上转速越快数据传输率就越大。目前IDE接口的硬盘主轴转速一般为5400和7200rpm(转/秒)，主流硬盘的转速为7200RPM，至于SCSI硬盘的主轴转速一般可达7200到10,000rpm，而最高转速的SCSI硬盘转速高达15,000rpm。更快的转速可以使盘片转动一周的时间减短，使平均等待时间和平均寻道时间减短，更快地寻找所需要的数据，同时硬盘的内部传输率也会提高，使读写速度加快。

　　4、平均寻道时间

　　这个指标指磁头从得到指令到寻找到数据所在磁道的时间，它是代表硬盘读取数据的能力，单位为毫秒，需要注意的是它与平均访问时间有差别。平均寻道时间越小越好，现在选购硬盘时应该选择平均寻道时间低于9毫秒的产品。

　　5、内部数据传输率

　　内部数据传输率是磁头到硬盘的高速缓存之间的数据传输速度，这可以说是影响硬盘整体性能的关键，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度。在这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/S(兆字节/秒)，就必须将Mbps数据除以8。例如有的硬盘给出最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s。目前市场上主流硬盘的最大内部数据传输率为30MB/s到45MB/s，这比UltraATA/100的100MB/s低多了，由此可以看出目前硬盘作为电脑的瓶颈，其病根还在于硬盘的内部数据传输率上。

　　6、外部数据传输率

　　这是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。它与硬盘的接口类型是直接挂勾的，因此在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/S。目前主流硬盘普通采用的是UltraATA/66，它的最大外部数据率即为66.7MB/s。而采用目前最新的UltraATA/100接口最大外部数据传输率即可达到100MB/s。对于SCSI硬盘，若采用最新的Ultra160/mSCSI接口标准，其数据传输率可达160MB/s，FibraChannel的最大外部数据传输将可达200MB/s！

　　7、MTBF(连续无故障时间)

　　它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。

　　除了以上提到的这些技术指标外，影响硬盘性能的还有道至道时间、硬盘表面温度等因素，这里就不再赘述了。说实话，一口气说这么多专业性挺强的内容，不但你可能难以消化，就是我的头都大了。但之所以坚持讲这些术语常识，只是希望你对硬盘能有一个初步的了解，不至于对硬盘一无所知。

　　硬盘的基本知识介绍篇3

　　润滑层和碳覆层器机械和化学保护作用，保护下面的磁性层；磁性层通常为一层多层膜结构，常用材料有CrCoTa，CoNiPt，CrCoPtTa；缓冲层能显著提高磁性层的磁性能。基片的表面能、粗糙度影响缓冲层的生长，因此可通过对基片表面的精密加工来优化和改善磁性合金层的组织和性能。

　　盘片材料

　　盘片在工作与运输过程中会受到许多力的作用，如盘片的重力、盘片的随主轴高速旋转而产生的离心力，高速旋转时硬盘内空气湍流对盘片的作用等；在硬盘运输与携带过程中还会由于各种机械震动而使盘片受到冲击。特别是笔记本电脑和其它使用硬盘的手提式电脑中，盘片除了受到正常的接触启动/停止过程所带来的作用力外，磁头对盘片的冲击还会由于外界的震动而极度增大。这就要求盘片具有非常好的表面硬度和抗冲击性。在整个盘片中，由于磁性层、衬层、润滑层都是薄膜结构，基本上不具备必要的力学性质，因此盘片的机械性能主要由基板提供。因此选用的基板材料必须具备一定的力学强度与表面硬度。

　　盘片以较高的转速旋转有利于硬盘快速读取与写入数据，但随转速的提高，硬盘内空气湍流对盘片的作用会急剧增大，盘片在此作用下会产生不规则振动，这种振动对盘片会造成极大的伤害；并且振动的振幅随主轴转速增大而增大，当转速增大到一定程度时，盘片会扭曲变形，是整个硬盘损坏。目前普通硬盘的转速为5400转/分钟，部分高档硬盘转速已达到7200转/分钟，IBM公司及日本日立公司等都发布了转速达到2000转/分钟的硬盘，下一步转速将项向14000转/分钟发展，那时盘片受到的作用力将更大。由于材料的抗弯性能及共振频率与弹性模具有关，为了得到较高的转速，基板材料需具有较大的弹性模量。

　　Al合金基板材料

　　硬盘大部分都是采用Al合金基板。Al合金退火后，其硬度仅为0.9GPa，弹性模量仅为70GPa。因为Al合金自身的力学性能不够，无法抵抗磁头高转速带来的力学冲击，所以在Al合金上增镀了一层NiP来增强其力学性能。

　　但是NiP层表面结构凹凸不平使得磁头的飞行高度无法降得太低，当硬盘磁盘表面具有波度时，磁头就会随着高速旋转的存储器硬盘的波动上下运动[3-4] 。如果波度超过一定的高度时，磁头就不再能随着波度运动，它就会与磁盘基片表面碰撞，发生所谓的磁头压碎，导致磁盘设备发生故障或读写信息的错误。另一方面当存储器硬盘表面上存在数微米的微凸起时也会发生磁头压碎，相反，当硬盘表面存在凹坑时就不能完整地写入信息，由此导致所谓的“比特缺损”或信息读出的失败。最近为了适应超高存储密度，磁头与硬盘磁面之间的距离已经减小到10nm以下[5] 。因此，在盘片表面抛光中，就要求制造出能够使磁头浮动高度更小、没有突起、划痕和凹坑的光滑表面。

　　玻璃基板材料

　　为了进一步提高硬盘驱动器的性能，人们希望得到一种更好的基板材料。玻璃，作为一种均匀致密的非金属材料，首先被人们选为NiP/Al基板的候选者。玻璃的刚度比铝合金大，适于制造薄盘，且可省却NiP层的涂覆。最重要静是玻璃宏观均匀的，在抛光过程中无塑性形变，能够得到非常光滑的表面，这就保证磁头飞行高度可以做得更低，从而为提高盘片面积密度提供可能。

　　但由于玻璃是一种脆性材料，应用于高速旋转驱动器中需要解决的一个问题是玻璃表面裂纹扩展造成玻璃开裂的可能性。通过离子交换可以在玻璃表面产生一个压应力层，从而钝化裂纹尖端，阻止裂纹扩展，为了改进玻璃基扳的缺陷，人们又考虑采用微晶玻璃作为硬盘基板。微晶玻璃通过对特定化学组成玻璃的控制晶化而得到的多相固体。微晶玻璃具有高均匀的显微结构，无气孔且在玻璃向微晶玻璃转化过程中体积变化小，因此它具有优良的表面特性、力学性能、热稳定和化学稳定性，其强度与韧性都比其母体玻璃好；同时微晶玻璃的一个特点是其性能不仅与原始玻璃的化学组成有关，还在很大程度上决定于玻璃的热历史，这使得其各项性能在很大范围内具有可调节性，有利于满足不同环境的要求。

　　硬盘的基本知识介绍篇4

　　固态硬盘参数1闪存颗粒

　　固态硬盘是通过NAND 闪存颗粒(U盘都会用到的')来存储数据，因此，闪存颗粒尤为重要。其是由内部若干个储存电荷的Cell(存储单元)组合而成，Cell的种类决定了闪存颗粒的种类;根据Cell的种类，可分为SLC、MLC、TLC颗粒。

　　(不同种类颗粒内的Cell示意图，0与1代表存储的数据)

　　SLC: 一个存储单元存1bit的数据

　　MLC：一个存储单元存2bit的数据

　　TLC：一个存储单元存3bit的数据

　　在一个存储单元里面要表示多种数据就要采用不同的电压来区分，因此对于较高的电压，增压的过程与低电压相比需要更长的时间来完成，因此TLC访问数据时间最长，其次为MLC，最快为SLC。

　　闪存颗粒速度排行：SLC>MLC>TLC

　　说完闪存颗粒的速度，就不得不提一下闪存颗粒另外一大指标-----寿命。SSD的寿命很大一部分是取决于闪存颗粒的类型，SSD的寿命指标为P/E次数(完全擦写)，1次P/E指硬盘完全写满一次并且擦除一次(由于工作原理不同，普通HDD硬盘不存在P/E限制)。SLC闪存多用于企业级存储，其擦写次数能达10万次，稳定性最好;目前25nm的MLC颗粒P/E 3000~5000次，TLC颗粒的P/E也有1000次以上，1000次P/E的概念:举个栗子对于100G的SSD而言，每天写满100G，能用1000天，大概能用三年的样子。专注TLC三万年的三(丧)星，旗下的TLC颗粒的840evo 120G网上测试的极限擦写次数竟达3409P/E，写入406.68 TB ，可见TLC的寿命也不容小觑。

　　闪存颗粒寿命排行：SLC>MLC>TLC

　　近几年主控芯片的发展，致使廉价的TLC也开始步入固态硬盘的市场，更多低价格的TLC固态硬盘开始普及，不过TLC的本身的缺陷仍然不容忽视，由于TLC单个存储单元存在8种电压状态，彼此之间容易出错，所以就不能不校验了，速度就由此拖慢，这也与市面上TLC的SSD用旧出现掉速的情况有关。TLC闪存的稳定性也是要考量的一大因素，没有强大的主控支持，也救不了TLC的固态硬盘，要挑一些具有相对成熟的主控芯片的产品。

　　闪存颗粒价格排行：SLC>MLC>TLC

　　小结：SLC闪存除企业与某些土豪外，实在不是我们寻常人的玩具。而MLC以其适中的寿命与性能，成为大部分的电脑发烧友、部分设计师、游戏玩家之必备(买买买)，将大型单机游戏放进去更有强大读盘buff(增益效果)。而在日常使用中，不强调性能，仅是日常办公需要，看看开机秒数的，或者预算略紧的，不妨考虑下TLC，毕竟老话说得好：再慢的SSD也比hdd跑得快。

　　固态硬盘参数2主控芯片

　　主控就如cpu那样，在SSD中负责调度，控制和管理SSD，是SSD的数据中枢，不仅如此主控还负责ECC纠错、耗损平衡、坏块映射、读写缓存、垃圾回收以及加密等一系列的功能。

　　SSD市面上基本有这几家主控厂商：Marvell，Samsung，JMF，慧荣SMI，Indilinx，SandForce，群联Phison。

　　Marvell：中高端产品比较容易见到它的身影，其主控稳定，跑分不含水分，可谓中流砥柱，在主控中担当大哥的角色。多数中端MLC产品采用的是Marvell的主控，诸如浦科特，英睿达，镁光。要挑选中高端的SSD，该主控也是不错的选择。

　　Samsung：三星自家的主控，只用在自家的SSD产品上，配合自家的3D V-NAND闪存，产品的口碑不错。

　　JMF：主打低端市场，较为低端的主控，特点为性能不佳但便宜，采用此主控的SSD有影驰战将系列等，需求不高而又预算不多者可以考虑。

　　慧荣SMI : 同上，中低端产品较多，相对JMF而言好那么一丢丢，感觉略为中庸吧。

　　Indilinx：早些年之前，ocz(饥饿鲨)收购了indilinx，研发了自家的独立主控barefoot(目前出到第三代)，旗下的Vertex系列和Vector系列均采用该主控，饥饿鲨的主控也是杠杆的。

　　SandForce：与marvell相比稍差一些，自家独特的压缩算法，对持续读写(持续读写可不是性能的重要指标，后面会提到)有独特加成，跑分或许有些猫腻，不过其压缩算法也提升了SSD的寿命。Intel，东芝，金士顿等都有采用过该家的主控。

　　群联Phison：同smi主打中低端市场，算是稳定，但是同样的比较中庸。

　　小结：此处只提供一些主控的口碑作参考，毕竟SSD单看主控还不行，还要配合闪存芯片，注重SSD性能的朋友们买SSD时就要多多留意下主控了，若是日常应用不高的朋友们看看就好oo

　　固态硬盘参数3接口

　　SSD的接口分为四种，即SATA接口，mSATA接口，M.2接口(NGFF)以及PCI-E接口。

　　SATA接口：SATA接口是当下最常见的硬盘形态，外观尺寸基本与笔记本2.5寸普通硬盘(HDD)相当。此类SSD绝大部分采用了SATA 3.0接口，其理论最大传输速度为600MB/s;随着技术发展，SATA接口正日益成为阻止SSD变得更快的关键因素。但其具有升级方便、价格相对较低等特点，适合台式机及旧笔记本升级、更换之用。

　　普通SATA接口的SSD

　　mSATA接口：mSATA接口的出现，是专门适应SSD小型化的需要，在SSD开始普及的前几年，扮演了关键的角色。由于从普通SATA改进而来，其接口速度与SATA相当;但尺寸则要小许多，以便于安装在笔记本狭小的空间当中，同时不会影响既有SATA硬盘。在接口带宽也成为了瓶颈之时，其逐渐被M.2接口取代。

　　mSATA接口的SSD

　　M.2接口 : M.2接口(也称NGFF)作为mSATA的继承者，拥有着更小巧、更快速的特点。M.2接口分为Socket 2和Socket 3两类形态，Socket 3接口使用PCI-E x4通道，理论带宽可达4GB/s，如同火箭。Socket 2接口可使用SATA和PCI-E x2通道，使用SATA通道的同普通SATA硬盘相似，速度上限为600MB/s;而PCI-E x2最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。

　　价格方面，M.2整体成本比普通SATA硬盘稍高，尤以Socket 3产品最为高贵(如三星950PRO);其他产品相同容量下的价格也比SATA形态者多出100~200元。不过现今新型笔记本中，不少都配备了M.2接口，这样可以在不影响原有HDD硬盘的情况下进行升级，还是值得的。

　　【注意①】并不是有M.2接口的主板都支持所有M.2的SSD，还要看主板的M.2支持哪一种通道(SATA通道or PCI-E 通道)，通常笔记本支持SATA通道较多，台式机所用M.2支持PCI-E通道较多，也有的主板同时支持两种通道。所以在购买前，要查清楚自己电脑的M.2接口支持哪一种通道。

　　主板上的m.2接口

　　【注意②】M.2接口SSD具有不同尺寸，长度有30mm、42mm、60mm、80mm、110mm 共五种(宽度固定)，网上所说的2242即宽度22mm长度42mm的意思。通常笔记本会规定M.2 SSD最大支持的长度，这是由主板上固定的螺丝位置决定的(台式机主板有的话一般不受限制)，因此购买M.2 SSD也要考虑长度哦

　　PCI-E接口:

　　PCI-E接口SSD仅能在桌面平台使用，其基于PCI-E 4x通道，充裕的带宽使其性能得以充分发挥。以Intel 750系列为例，其连续读取速度达2400MB/s，连续写入1200Mb/s(相当于SATA形态SSD的四倍，甚至更多)。只有大中型企业以及一部分土豪可以承受。

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